Файл: Пирумов, А. И. Обеспыливание воздуха.pdf

ляемым шламом. При удалении шлама механическими скребко­ выми транспортерами или вручную расход воды минимальный г составляет всего 2—5 г на 1 м3 воздуха. При периодическом сливе сгустившегося шлама расход воды определяется жидкоподвижностью шлама и составляет в среднем до 10 г на 1 м3 воздуха, а при постоянном сливе расход не превышает 200 г на 1 м3 воз­ духа1.

Заполнение пылеуловителей водой должно регулироваться автоматически. Поддержание постоянного уровня воды имеет первостепенное значение, так как его колебания влекут за собой существенное изменение как эффективности, так и производи­ тельности системы.

Мокрые центробежные пылеуловители

В ряде пылеуловителей данного вида используются силы инерции, возникающие при плавном искривлении потока запы­ ленного воздуха.

Характерный центробежный пылеуловитель показан на рис. III.33. Аппарат представляет собой вертикальный циклон с тангенциальным подводом очищаемого воздуха. Нижняя часть корпуса циклона заполнена водой, которая закручивается воз­ душным потоком, смачивая стенки аппарата и создавая, кроме того, по оси вращения «тромб» как в натуральных смерчах. Пыль улавливается на смоченных стенках.

Вряде случаев ось вращения удобно располагать горизон­ тально.

Всходном пылеуловителе Оельдер (ФРГ) воздух проходит

три витка канала.

В пылеуловителе Айр Тумблер запыленный воздух движет­ ся по спиральным каналам (рис. III.34). Нижняя часть аппарата залита водой. Воздушный поток, обтекая поверхность воды, под­ хватывает ее, закручивает и разбрызгивает. При этом воздух промывается водой, а пылевые частицы, оседая на поверхностях каналов, удерживаются образующимися на них пленками воды.

Прямоточно-инерционные пылеуловители

Впылеуловителях этой группы контакт запыленного воздуха

сводой также осуществляется в сопле типа трубы Вентури, в данном случае помещенном внутри аппарата. В отличие от пыле­

уловителей Вентури вода поступает в сопло за счет энергии струи воздуха в результате ее увлекающего или подсасывающего действия. В сопле вода дробится на капли и брызги, на которых

оседают пылевые частицы.

На рис. III.35 показана принципиальная схема пылеуловите­ ля Клайратор. В этом случае вода увлекается в сопло воздухом, подтекающим к нему над поверхностью воды, в то время как в

1 Более детальные сведения ом. в работе i[82].

Рис. III.36. Барботажные пылеуловители

а — пылеуловитель Гинцветмета; б — скруббер Дойля; в — скруббер Турбон

148

очень сходном пылеуловителе Вентриет вода - подсасывается в сопло через щели, создаваемые в месте примыкания сопла к пе­ регородке, разделяющей входную и выходную полости аппарата, в результате эжектирующего действия струи воздуха. Положе­ ние щели в последнем аппарате условно показано на схеме пы­ леуловителя Клайратор.

Барботажные пылеуловители

При ба|рботировании обычно воздух продувают через слой во­ ды. Если слой воды достаточно велик, воздух движется через не­ го в виде отдельных пузырьков разных размеров. В результате трения о поверхность воды, ограничивающую пузырек, заключен­ ный в нем воздух приобретает циркуляцию, скорость которой пропорциональна скорости его подъема. Пылевые частицы, нахо­ дящиеся внутри пузырьков, сепарируются к их поверхностям под действием инерционных сил, обусловленных этим движени­ ем, а также под влиянием диффузии и седиментации. Эффек­ тивность пылеуловителя при барботировании в обычных усло­ виях очень невелика, но в условиях «турбулентного» барботирования, в частности, при образовании слоя пены увеличивается. Такие условия создаются при барботировании воздуха с повы­ шенными скоростями через воду на решетке.

По мере увеличения скорости барботирования на поверхности воды сначала возникают отдельные пенные образования, а затем образуется сплошной слой пены, толщина которого все более увеличивается. При определенной скорости вся жидкость пре­ вращается в слой пены ячеистой, подвижной структуры. Разви­ тая и непрерывно обновляющаяся межфазная поверхность слоя, высокая турбулентность и перманентное изменение направления струек воздуха способствуют эффективному улавливанию пыли. Пылеуловители такого рода называются пенными [83].

В обычных пенных газоочистителях вода подводится на пено­ образующие решетки извне и полностью стекает в систему обо­

ротного водоснабжения1.

Институтом Гинцветмет был разработан пылеуловитель пен­ ного типа с внутренней циркуляцией воды (рис. III.36,а). Запы­ ленный воздух поступает по вертикальному каналу 1 под пенообразующую решетку 2, установленную ниже уровня воды. На­ текающая вода вспенивается воздухом и эффективно улавливает

пыль [29].

К барботажным пылеуловителям часто относят также боль­ шую группу пылеуловителей, в которых барботирование в ука­ занном выше понимании не происходит. Такими пылеуловителя­ ми в первую очередь являются очень простые устройства с за­ топленным в воде выбросом запыленного воздуха. Одним из наи­

I Летальные сведения по пенным газоочистителям см. в раооте [105].

149

более совершенных устройств этого рода является скруббер Дойля (рис. III.36,б). Запыленный воздух подается в него через вертикальные патрубки 1, выходное сечение которых немного по­ гружено в воду [34, 119]. Барботирование в данном случае не происходит: воздух оттесняет воду, образуя лунку, глубина кото­ рой зависит от скорости его истечения, и растекается в виде сплошной радиальной струи. Пылевые частицы при этом отделя­ ются и погружаются в воду. Очищенный воздух с целью отделе­ ния капель обтекает сначала перегородку 2 (сверху), а затем перегородку 3 (снизу) и выходит через отверстие. Уровень воды поддерживается постоянным с помощью устройства 4. Для уве­ личения скорости истечения воздуха и обеспечения ее равномер­ ности в патрубках установлены конусы 5.

Известно множество патентных модификаций описанных пы­ леуловителей с сужающейся или, наоборот, расширяющейся подводящей трубой, с различными усложнениями устья выхлоп­ ной трубы и т. п.—см. [82].

Среди других модификаций представляет интерес скруббер Турбон (рис. Ш.36,8). Патрубок 1, по которому запыленный

Рис. III.37. Принципиальные схемы струйных (щелевых) пылеуловителей

а — одноперегородочного; б — двухперегородочного (ПВМ); в — ротоклона; / и 3 — пе­ регородки; 2 — каплеуловитель

воздух нагнетается в воду 2, заключен в обойму 3. Жидкость, находящаяся в промежутке между трубами 1 и <5, вспенивается и изливается, обтекая рефлектор 4. Очистка происходит в слое пены, высоту которого можно регулировать, меняя длину обоймы 3 и соответственно уменьшая ее нижнее сечение, чтобы предупре­ дить сквозной проход через него воздуха [49]. Выпускается три типа пылеуловителей, различающихся высотой слоя образуемой пены. Их сопротивление составляет соответственно 106—250, 150—.350 и 300—800 кгс/м2 в зависимости от расхода воздуха, причем с ростом сопротивления возрастает также эффектив­ ность.

В некоторых случаях наружная обойма имеет вид чаши, рас­ положенной под выходным отверстием подводящего воздуховода

[82].

Представляет интерес очень простая схема перегородочного

150

пылеуловителя, показанная на рис. II 1.37, а. Воздух протекает под перегородкой, оттесняя воду, которая образует криволиней­ ную поверхность сепарации. Испытания показали удовлетвори­ тельную эффективность пылеулавливания [81, 92], однако цир­ куляция воды в данном случае сопровождается сильными пуль­ сациями, затрудняющими водоподпитку.

Струйные пылеуловители

Механизм инерционного осаждения пылевых частиц из струй при обтекании пластинок, рассмотренный в п. 3 главы I, с успе­ хом использован в пылеизмерительных приборах «щелевого» типа, например кониметрах Оуэнса и Цейса для счетного анали­ за запыленности воздуха, в каскадных импакторах и т. п. Отде­ ление пыли в этих приборах происходит на пластинках, смо­ ченных вязкими составами.

Большая скорость и резкое изменение направления струй, вы­ текающих из сопел этих аппаратов, создают условия для эффек­ тивного отделения самых мелких частиц. На рис. Ш.ЗО (кривые 3 и 4) показана фракционная эффективность сепарации частиц (р=2,5 г/см3) на пластинке импактора по экспериментальным данным Мейя [26]. Как видно из графика, при скорости истече­ ния всего 34 м/с достигается эффективность, свойственная пыле­ уловителям Вентури1.

Для возможности использования струйного механизма в практике пылеулавливания необходимо создать на обтекаемой поверхности пленку воды и обеспечить ее постоянное обновление. В некоторой мере к такой схеме приближается одноперегородоч­ ный пылеуловитель (см. рис. Ш.37,а). Действительно, когда при включении вентилятора уровни воды по обе стороны перегородки займут рабочее положение и под нижней кромкой перегородки откроется щель, образуется плоская струя воздуха, встречающая на своем пути наклонную поверхность воды, выполняющую ту же роль, что и смоченные пластинки щелевых приборов. Недо­ статком такой схемы по сравнению с щелевыми приборами яв­ ляется невозможность обеспечения оптимальной формы и поло­ жения поверхности сепарации относительно струи.

Введение второй перегородки, как это сделано в пылеулови­ телях ПВМ и ротоклоне, позволяет улучшить условия сепара­ ции (см. рис. III.37,б и в).

Пылеуловители типа ПВМ. Пылеуловитель вентиляционный мокрый (рис. III.38) состоит из корпуса 1, нижняя часть которо*

1 Скорость истечения из сопл в щелевых приборах доходит до 150 м/с.

го заливается водой, укрепленных в нем перегородок 2 и 3, водоотбойника 4, каплеуловителей 5 и вентиляторного агрегата 6. На стенке корпуса крепится устройство 7 для регулирования уров­ ня воды. В нижней части бункера имеется устройство для взму­ чивания шлама.

Очистка воздуха происходит следующим образом. Запылен­ ный воздух поступает в корпус через отверстие в его боковой стенке. При включении вентилятора уровень воды в среднем от­ секе пылеуловителя между двумя симметричными перегородка­ ми 2 устанавливается ниже, чем за перегородками 3. В результа­ те этого между поверхностью воды и каждой перегородкой 2 об­ разуется щель, через которую воздух устремляется с большой скоростью в виде плоской струи, частично увлекая за собой воду. Встречая на своем пути перегородку 3, струя отклоняется вверх, причем на поверхность перегородки, обильно смоченную увлечен­ ной водой, осаждаются сепарирующиеся из струи пылевые части­ цы. Увлеченная воздухом вода перетекает вверх по перегородке 3, отклоняется водоотбойником и сливается в крайний отсек. Воздух проходит через каплеуловители и выбрасывается наружу

вентилятором.

Эффективность пылеуловителя определяется условиями тече­ ния воды и воздуха в промежутке между перегородками 2 и 3. Детальные наблюдения показали, что вода, увлеченная возду­ хом, образует на перегородке 3 слой, толщина которого зависит

152